Определение размеров звеньев в выбранном масштабе.
Кl=0,005м/мм.
OA=LOA/КL, OA=0,25/0,005=50мм;
AB=LAB/КL, AB=0,7/0,005=140мм;
AC=LAC/КL, AC=0,6/0,005=120мм;
CS4=LCS4/КL, CS4=0,4/0,005=80мм;
АS2=AС/2, AS2=120/2=60мм;
X1=x1/КL, X=0,55/0,005=110мм.
.
X1=x1/КL, X=0,4/0,005=80мм
Y=y/КL, Y=0,75/0,005=150мм.
CD= LCD* КL= 08*0,005=160мм
Построение схемы механизма осуществляется методом засечек. Для этого откладываем на чертеже стационарные точки О и Е, и осевые линии, в нашем случае линия движения точки D. После этого из стационарной точки О рисуем дугу радиусом ОА, и с учетом заданного положения первого звена отмечаем на дуге точку А. После рисуем новую дугу из точки А радиусом АВ. Ту же процедуру осуществляем в точке Е. И в точке пересечения её дуги с дугой АВ откладываем точку В, через которую проводим прямую в точку А, таким образом мы нашли положение звена 2. Затем найдя на втором звене положение точки С, откладываем от неё дугу с радиусом СD, и на точке пересечения этой дуги с линией оси движения точки Dотмечаем саму точку D, при данном расположении остальных звеньев механизма.
Для определения перемещения ведомого звена вычертим схему механизма в 12 положениях, образованных поворотом кривошипа на 30°. Для этого мы повторяем вышеперечисленные действия из каждого из двенадцати положений точки А кривошипа.
2.3. Определение скоростей.
Масштаб плана скоростей Kv=Va|oa=0,1 м/с*мм
Определение скорости точки А
VА=ω1*LOA,
VА=24*0,25=6м/с.
Масштаб плана скоростей
KV= VА/оа,
KV= 6/50=0,1м/c*мм.
Для определения скорости точки В записываем векторное уравнение, связывающее скорости точек А и В, используя теорему о сложении скоростей в переносном и относительном движениях.
ВЕ ОА АВ
Из произвольно взятой точки о (полюса скоростей плана), откладывается векторскорости точки А перпендикулярно ОА в направлении угловой скоростиω1.
Далее, через точку aпроводится прямая, перпендикулярная АВ, а через точку о –перпендикулярная ВЕ. Точка b–пересечение этих прямых –определяет длины отрезков abи ob, которые изображают на плане скоростей 
и 
. Их направления определяются правилом сложения векторов, тогда численные значения векторов будут равны соответственно:
VB=KV*оb, 
VB=0,1*48.85= 4,88м/с;
VB/А= KV*аb,
VB/А= 0,1*48,85=4,88м/с.
ω2=VB/A/LAB,
ω2=4,88/0,7=6,97 ед/c,
Отложив отрезок as2на плане скоростей по направлению ab и соединив точки о и s2 , получают отрезок os2. Тогда
VS2/А/VB/А=AS2/AB, => VS2/А=VB/А*AS2/AB,
VS2/A=4,88*70/140=2,44м/с,
VС/А=VB/А*AC/AB,
VC/А=4,88*120/140=4,18м/c
Из плана скоростей находим os2=50,5мм, oc=50.3 мм.
VS2= KV*os2,
VS2= 0,1*50,5=5,05 м/c
VC= KV*oc,
VC= 0,1*50.3=5,03 м/c.
Скорость точки D и центра масс звена 5 в точке,
//СD CD
графически определяем длину отрезков на плане скоростей
od=12,81мм, сd=52,22мм.
VD= KV*od,
VD= 0,1*12,81=1,28м/c
V CD= KV*cd,
V d/c= 0,1*52,22=5,22м/c.
VS4/C=VD/C*CS4/CD,
VS4/C=5,22*80/160=2,61м/c,
cs4=cd*CS4/CD,
cs4=52,22*80/160=26,11мм.
Из плана скоростей определяем длину os4=25,79мм,
VS4= KV*os4,
VS4= 0,1*25,79=2,57м/c.
ω4=Vd/c/LCD,
ω4=5,22/0,8=6,525 ед/c,
Определение ускорений
Полное ускорение точки во вращательном движении вокруг точки О будет геометрически складываться из нормального и касательного ускорений
= 
+ 
,
Где - нормальное ускорение и направлено к центру О вращения.
- касательное ускорение, направленное по касательной к окружности радиуса ОА в сторону углового ускорения.
аАN=ω12*LOA
аАN=242*0,25=144м/c2
aAT=ε1+ LOA=0, т.к. ω1=const. Следовательно ускорение точки А будет состоять только из одного касательного ускорения
аА= аАN=144 м/c2
Масштаб плана ускорений Ka= 2 м/c2*мм.
ZA= aA/Ka,
ZA=144/2=72 мм.
Для определения ускорение точки В записывается векторное уравнение, связывающее ускорение точек А и В.
//ОА //BО //OA //AB 
AB
a B/AN=VB/A2/LAB
a B/AN =4,882/0,8=29,829м/c2,
ZВ/AN= aB/AN/Ka,
ZB/AN=29,829/2=14,91мм.
Из плана скоростей графически определяем неизвестные ускорения.
ZB=36,91 мм, ZB/A=37,58 мм, ZB/AT=35,44мм,
a B/AТ=Ka* ZB/AT,
a B/AТ=35,44*2=70,88 м/c2,
a B=Ka* ZB,
a B=36,91*2=73,82 м/c2,
a B/A=Ka* ZB/A,
aB/A=37,58*2=75,16 м/c2,
Определение ускорений для точек S2 и С
Так как движение вращательное, то ускорения точек S2 и Cпропорциональны расстояниям до осей вращения
aS2/A= a B/A*AS2 /AB,
aS2/A = 75,16*70/140=37,85 м/c2,
aC/A= a B/A*AC /AB,
aC/A= 75,16*120/140=64,42 м/c2,
ZS2/A= ZB/A*AS2 /AB,
ZS2/A = 37,58*70/140=18,79мм,
ZC/A= ZB/A*AC /AB,
ZC/A= 37,58*120/140=32,21мм,
ZS2=54мм, ZC=41,65 мм,
aS2=Ka* ZS2,
a S2=54*2=108 м/c2,
aC=Ka* ZC,
aC=41,65*2=83,3 м/c2.
Определение ускорение точки D. Для определения ускорение точки Dзаписывается векторное уравнение, связывающее ускорение точек Cи D.
//DC DC
a D/CN=VD/C2/LDC
a D/CN=5,222/0,8=34,06м/c2,
ZD/CN=a D/CN /Ka,
ZD/CN=34,06/2=17,03мм,
ZD=50,5 мм ZD/C=44,2 мм ZD/CT=40,79мм,
aD=Ka* ZD,
aD=50,5*2=100,4м/c2,
aD/CT=Ka* ZD/CT,
aD/CT=40,79*2=81,6 м/c2.
aD/C=Ka* ZD/C,
aD/C=44,2*2=88,4 м/c2.
Определение ускорения для точки S4
aS4/C= aD/C*S4C /CD,
aS4/C=88,4*80/160=44,2м/c2,
ZS4/C= ZD/C*S4C /CD,
ZS4/C=29,6*80/160=14,8мм,
Z S4=40,67мм
aS4=Ka* ZS4,
aS4=40,67*2=81,34 м/c2.
2.5 Определение угловых скоростей и ускорений
ω2=VB/A/LAB,
ω2=4,88/0,7=6,97 ед/c,
ω4=VD/C/LDC,
ω4=5,22/0,8=6,525 ед/c,
ε2=aB/AT/LAB,
ε2=70,88/0,7=101,25 ед/c2,
ε4=aD/CT/LDC,
ε4=81,6/0,8=102 ед/c2,
2.6. Определение сил в кинематических парах.
Главный вектор
R1=m*aS,
Главный момент
M=J*ε,
где J–момент инерции массы звена,
ε–угловое ускорение звена.
Главный момент и главный вектор могут быть заменены одной равнодействующей, которая смещается параллельно главному вектору на плечо
H=M/R`*KL,
Определение сил, приложенных к группе звеньев 4 и 5
P05–давление станины 0 на направляющую 5, P24 –давление звена 2 на 4
R5=50кг*101м/с2 = 5050 Н,
R41=m4*aS4,
R41=40*50,5=2020H;
M4= J4*ε4,
M4=1,2*102=122,4H*м,
H4=M4/R4*KL,
H4=122,4/2020*0.005=12,12 мм.
h4=H4-10,95=1,17мм
Составим уравнение моментов относительно точки С, используя теорему Вариньона:
R4*h4=P05*h05+ P*h
P05 = (-R4*h4 + R5*h5 )/ h05,
P05 = (-2020*1,17 + 5050*43,22)/154,9 = 1393 H.
Составим векторное уравнение сил:
R4= Р24+P54+P45+Р05
Для построения плана задаемся масштабом сил Kp=100 H/мм и находим отрезки, пропорциональные известным силам:
y4=R4/Kp,
y4=2020/100=20,2мм,
y05=P05/Kp,
y05=1393/100=13,93мм,
Из плана сил находим y24=69 мм.
P24= Kp*y24,
P24=69*100=6900 H.
Определяем силы, приложенные к группе звеньев 2 и 3
P03–давление станины 0 на ползун 3, P12 –давление звена 1 на 2
R3=m3*as3,
R3=40*36,9=1476 H
R21=m2*aS2,
R21=60*108=6480 H
P= R3/2
P=1476/2=738 H;
M2= J2*ε2,
M2=3,6*101,2=364,52 H*м,
H2=M2/R21*KL,
H2=364,52/6480*0.005=11,25мм.
Составим уравнения моментов сил относительно точки Bдля каждого звена отдельно, используя теорему Вариньона:
R3*h3 = -P03*h03 + Pt*BS3 ,
P03=(- R3*h3 +Pt*BS3)/h03,
P103=(-1476*54,88+740*80)/160=-136,2 H.
P12*h12=-R2*h2+P42*h42
P12=(-R2*h2+P42*h42)h12
P112=(-6420*65,42-67000*20)140=-3957 H
Определение неизвестных сил из плана сил. Для построения которого задаёмся масштабом Кр=50 Н/мм
y2=R2/Kp,
y2=6480/50=129,6мм,
y3=R3/Kp,
y3=1476/50=29,52 мм,
y=P/Kp,
y=740/50=14,8 мм,
у103=P03/K,
y03=-136,2/50=2,72 мм,
P12= y12*K
P12=174,68*50=8734 H
Определение силы, приложенной к ведущему звену:
R1=P21+P01=0,
P21=-P01,
P21=P01=P12=8734 H.
Определение момента сопротивления, приложенного к ведущему звену:
M1=P21*h1*KL,
M1=8734 *23,9*0,005=1043,7 H*м.
2.7.Вввод
Во второй части курсовой работы мы на практике освоили методы построения плана механизма методом засечек, исходя из всех размеров его звеньев и направления движения ведущего звена. Что в свою очередь позволило нам определить скорости всех точек механизма, на основе которых мы смогли дать силовую характеристику механизма. Так как данная характеристика позволяет описать все явления в кинематических парах, она становится одной из главных задач при синтезе механизмов.
Заключение
На основании исходных данных было построено зубчатое зацепление с эвольвентным профилем зубьев. На основании измерений определено максимальное относительное скольжение, равное 0,684 м/с и коэффициент перекрытия, равный 1,288.
При исследовании шарнирно-рычажного механизма был проведен кинематический и динамический анализ.
В ходе кинематического исследования плоского шарнирно-рычажного механизма определили скорости и ускорения точек A, B, C, D, а также центров масс звеньев 2, 3 и 4. Проведя динамический анализ, определили силы действующие на звенья механизма и момент действующий на ведущее звено равный 1043,7 H*м.
Список литературы.
1. Иванов, В.А., Замалиев, А.Г. Краткий курс теории механизмов и машин: учебное пособие/В.А. Иванов, А.Г. Замалиев. –Казань: Изд-во Казанского государственного технологического университета, 2009. –160с.
2. Иванов, В.А. Статика и динамика механизмов: учебное пособие/ В.А. Иванов. –Казань; КХТИ, 1992. –72с.
3. Иванов В.А., Капотин, Б.В. Анализ и синтез механизмов: учебное пособие/ В.А. Иванов, Б.В. Капотин. –Казань; КХТИ, 1996. –64с.
4. Шитиков, Б.В. Основы теории механизмов: учебное пособие/ Б.В.Шитиков. –Казань; КХТИ, вып.4, 1971. -85с.
